曲線烘烤方式對烘烤能耗及烤后煙葉品質的影響

陳立軍，賀立偉，朱偉，姚雪梅，李正平，戴勇強，曾鈺，曾文偉

(1 湖南省煙草公司邵陽市公司，湖南 邵陽 422000；2 湖南省煙草公司邵陽市公司隆回縣分公司，湖南 隆回 422100；3 邵陽市農業科學研究院，湖南 邵陽 422000)

烘烤是決定煙葉產質量的重要環節[1-2]。邵陽煙區長期以來一直以密集式烤房烘烤，導致指導、管理、操作不規范和烘烤工藝執行到位率低等問題依然存在；由于烘烤損失較大，烘烤成本較高，難以適應現代煙葉生產發展的需要。近年來，隨著帶互聯網功能自控儀的出現，可實現遠程控制，曲線烘烤應用更便捷，是煙葉烘烤現代化、信息化的必由之路。

前人對比散葉烘烤和掛桿烘烤研究發現:散葉烘烤與掛桿烘烤在煙葉外觀質量上的差距逐年縮小，散葉烘烤在煙葉化學品質上明顯優于掛桿烘烤，化學成分更加協調，總體上，散葉烘烤煙葉綜合品質在逐年提升，并優于掛桿烘烤[3]。劉洪華等[4]對散葉堆放烘烤、煙夾烘烤進行裝煙量、用工成本、能耗成本和綜合收益比較發現，散葉堆放烘烤的綜合總收益低了3.71 元/kg。王濤等[5]的研究也表明，散葉裝煙在一定程度上能改善煙葉烘烤效果，密集烤房以靠背葉尖朝上裝煙方式最適宜。田維強等[6]比較散葉插扦、懸掛、煙框和靠背裝煙4 種方式的烘烤效益后指出:散葉裝煙均能提高烘烤效益，其中煙框和靠背裝煙效果最好，但烤后煙葉質量明顯降低，需要改進烘烤工藝，從而提高烤后煙葉質量。茍正貴等[2]研究表明，高溫少雨條件下成熟上部葉采用保濕烘烤工藝能促進物質轉化，改善煙葉外觀質量，提高內在品質，提升黔南烤煙種植效益。前人針對煙葉烘烤過程中存在的主要問題，從裝煙方式及其品質變化規律、烘烤效益等方面開展了系統的研究[7-11]，而對烘烤過程中溫濕度的精準控制沒有詳細、全面的報道。此外，在操作過程中，由于技術和管理等存在問題，導致烘烤損失較大，烘烤成本較高，不適應現代煙葉生產的需要[12]。為此，筆者開展了以溫濕度精準控制為主的曲線烘烤與常規烘烤方式對比研究，以評價兩種烘烤方式的烘烤效益、煙葉經濟性狀，旨在為本煙區煙葉烘烤提供實際參考和指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料與地點

供試烤煙品種為云煙87，供試烤房為氣流上升式密集烤房2 座。于2020 年在邵陽市新寧縣巡江烘烤工場進行。

1.2 試驗設計

單因素完全隨機試驗設計，設2 種烘烤方式，即曲線烘烤和常規烘烤。其中:曲線烘烤指在3 段式烘烤技術(常規烘烤)的基礎上，結合邵陽煙葉烘烤特性，調整烘烤參數和階段烘烤時間，強調升溫和穩溫階段并重，烘烤過程呈曲線穩步的實施過程。與3 段式烘烤技術相比，主要調整包括:(1)變黃期縮短低溫變黃時間，將38 ℃恒溫時間由18～20 h 調減至12～15 h，將主變黃溫度調整到39～40 ℃，由4～6 h調至12～15 h；(2)強調升溫過程控制，38 ℃前升溫速度1 ℃/h，38～42 ℃升溫速度為0.5 ℃/h，42～48 ℃升溫速度為0.3～0.5 ℃/h，48～54 ℃升溫速度為0.5 ℃/h，54 ℃后升溫速度1 ℃/h；(3)調整風機速度，在40～42 ℃提前開風機高速，在54～55 ℃穩溫時風機調為低速。

供試烤房所烤煙葉的品種、營養條件、部位、成熟度均衡一致。為確保試驗的準確性，煙葉裝房前確定具有代表性的煙葉，分成二份，各12 夾，分別稱量其鮮質量并掛牌記錄，然后將標識煙分別掛置在供試烤房裝煙室4 m 的位置上，底、中、上層中部左右各2 夾。烘烤結束煙葉回潮后，將其分級進行經濟性狀分析。

煙夾夾煙，其中中部葉每夾夾煙170～190 片、質量13 kg 左右，每房裝煙330 夾。上部葉每夾160～180 片、質量15 kg 左右，每房裝煙330 夾。

1.3 測定項目及方法

觀測煙葉變化狀況、耗煤量、耗電量，烤后煙葉外觀質量、經濟性狀、化學成分及烤房使用情況等指標。其中:煙葉外觀質量指標評價根據GB2635-92進行，取烤后不同部位的煙葉進行化學成分分析[13-14]。

1.4 數據處理與統計方法

采用Excel 2017 軟件進行數據處理和圖表制作，采用SPSS11.0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同烘烤模式對烘烤能耗的影響

由表1 可知，與常規烘烤相比，曲線烘烤減少了電和煤的消耗量。從烘烤效益看，與常規烘烤相比，曲線烘烤的成本降低了5.0%～14.1%，主要表現在耗煤效能的差異上。因此，通過設置曲線烘烤有利于降低烘烤能耗成本。

表1 不同烘烤模式下煙葉烘烤能耗情況Table 1 Variation of baking energy consumption under different baking modes

2.2 不同烘烤模式下烘烤煙葉經濟性狀

從表2 可知，曲線烘烤改善了煙葉品質，上等煙比例和均價均有提高。中部葉，曲線烘烤的上等煙比例較常規烘烤提高了21.4 百分點，均價提高2.76 元/kg，提高了10.1%；上部葉，曲線烘烤的上等煙比例較常規烘烤提高了8.4 百分點，均價提高0.53 元/kg，提高了2.0%。通過設置曲線進行烘烤，烘烤操作更規范，烘烤工藝更到位，有利于降低副組煙的產生，從而提高了烘烤質量。

表2 不同部位各處理煙葉的經濟性狀Table 2 Economic trait of different part of tobacco leaf under different treatments

2.3 不同烘烤模式下烘烤煙葉外觀質量

通過對樣煙外觀質量中的成熟度、組織結構及顏色進行分類，按葉片數計算其百分比，不同部位煙葉，曲線烘烤的調制后熟充分的煙葉比例較常規烘烤略高，中部葉成熟煙葉比例提高了4.0 百分點，上部葉成熟煙葉比例提高了5.0 百分點(表3)。曲線烘烤的烤后煙葉組織結構較疏松的比例較常規烘烤略高，中部葉中組織結構疏松煙葉的比例提高了7.0 百分點，上部葉中組織結構疏松和稍密煙葉的比例均提高了7.0 百分點，組織結構緊密煙葉的比例降低了12.0 百分點。曲線烘烤的烤后煙葉橘黃煙葉比例較常規烘烤略高，中部葉中橘黃煙葉比例提高了7.0 百分點，上部葉中橘黃煙葉比例提高了12.0 百分點。通過設置曲線進行烘烤，有利于改善煙葉的外觀質量，橘黃煙比例增加，調制后熟較為充分，組織結構更疏松。

表3 烤后煙葉外觀質量評價結果Table 3 Assessment of appearance quality of baking tobacco %

2.4 不同烘烤模式下烘烤煙葉化學成分

由表4 可知，各處理不同部位煙葉的還原糖、煙堿、總氮、氯及鉀的含量均較適宜。中部葉，曲線烘烤的淀粉含量為5.36%，較常規烘烤降低了0.59 百分點；上部葉，曲線烘烤的淀粉含量為4.86%，較常規烘烤降低了1.18 百分點。通過設置曲線進行烘烤，烤后煙葉的化學成分較協調，特別是淀粉含量較低，有利于提高煙葉的內在質量。

表4 不同處理烤后煙葉的主要化學成分Table 4 Chemical component of baking tobacco under different treatments %

3 討論

3.1 曲線烘烤有利于提高能源利用效率

密集烤房是進行煙葉烘烤的主要設備，但該設備本身燃燒效率偏低，且烤房煙霧排放損失的煙氣余熱居高不下。大量的烘烤煙氣余熱直接排放到大氣中，不僅浪費資源，而且造成嚴重的污染[13-14]。曲線烘烤方式與常規烘烤相比，基本克服了升溫過快過猛的問題，減少了燃料的浪費。分析其原因，煙葉烘烤所需熱量變化是通過控制爐膛煤的燃燒速度和面積來調整的，曲線烘烤通過線性控制小鼓風機啟停時間，實現溫濕度控制的線性變化，基本符合煙葉狀態變化的溫濕度需求。常規烘烤通過點狀控制小鼓風機啟停時間，因煤的燃燒速度和時間有一定的慣性，溫度控制難以精準，穩溫效果差，從而造成燃煤浪費。本試驗結果表明，曲線烘烤有利于提高能源利用效率。

3.2 曲線烘烤提高了烘烤煙葉的質量

與常規烘烤相比，曲線烘烤方式烘烤過程中溫度控制精準，升溫過程平穩，更貼近煙葉烘烤過程的實際變化規律。通過試驗結果可知，曲線烘烤烤后煙葉的外觀質量明顯改善，烤后桔黃煙比例更高，調制后熟更充分，組織結構更趨疏松，上等煙比例增加，煙葉經濟性狀表現好。

4 結論

本研究結果表明:邵陽煙區烤煙采用曲線烘烤方式，可以有效改善烤后煙葉的外觀質量和降低煙葉烘烤成本，有助煙農增收，可操作性強，有利于煙農接受和掌握；同時烘烤過程更直觀，也有利于煙技員進行烘烤技術指導和后期經驗總結分析。